旋轉鍛造是一種常見的長軸類鍛件成形工藝，工作原理如下圖所示，主軸高速旋轉，滾柱帶動滑塊做往復運動，從而實現(xiàn)模具對最中間部位軸類零件的徑向變形，主要特點是高頻加載和多向鍛打，金屬變形均勻，尤其適用于高強度低塑性的合金加工。

【資料圖】

旋轉鍛造主要工藝參數(shù)較多，除變形程度外，還有主軸轉速、徑向進給、軸向送進和徑向壓下量等，熱鍛時還要考慮坯料的加熱溫度，空心件有無芯棒鍛造等。在分析和優(yōu)化工藝參數(shù)時，通過現(xiàn)場多次加工試驗對工程師來講的是非常低效的方法。而有限元模擬時，每一次鍛打就是一次模擬計算，幾千次的鍛打和工件位置不斷調(diào)整的前處理設置占用工藝仿真人員大量的時間，因此需要一個專業(yè)的旋鍛向?qū)K。

旋轉工藝產(chǎn)品

Swaging旋鍛向?qū)гO置流程

DEFORM軟件作為專業(yè)的全工藝仿真軟件，對于所有典型工藝都開發(fā)有向?qū)K，設置流程化，與工藝貼合度高，工藝人員能夠很快上手，完成工藝仿真。Swaging旋鍛工藝模擬向?qū)K推出已有十余年，經(jīng)過行業(yè)內(nèi)的廣泛使用與反饋，如今功能細節(jié)上也更加完善。主要特點及設置改進如下：

1、旋轉對稱模型

旋鍛鍛打次數(shù)多，需要有限元計算時間也較長，而大部分旋鍛類工件的幾何和變形行為屬于旋轉對稱，在保證計算精度的前提下，用戶可以選取四分之一的旋轉對稱模型，這樣計算時間也只有原來的十分之一。同時，SFTC也根據(jù)用戶的反饋，對旋轉對稱模型的算法優(yōu)化，使計算精度和完整模型相差無幾。

變量旋轉對稱分布

2、道次之間再加熱模擬模擬

熱旋鍛工藝中，由于生產(chǎn)持續(xù)時間較長，工件壁厚薄，溫度降低較快，在加工一段時間后，需要重新加熱。為了方便用戶一次向?qū)瓿烧麄€工藝，軟件根據(jù)工件溫度變化自適應再加熱，該功能考慮各類用戶的不同需求，對再加熱過程可模擬計算也可直接重置工件溫度。

啟用再加熱設置

道次之間的再加熱選擇

3、工序流程表與預覽

旋鍛工藝每次鍛打完成后，工件或模具位置都要發(fā)生變化，通過列表的形式，用戶可一次輸入所有的咬合動作，包括了每道次的咬合次數(shù)（根據(jù)長度還可自動計算）、旋轉角度、停止條件等等。設置的參數(shù)較多，且計算時間長，為防止工藝參數(shù)輸入錯誤，浪費大量計算時間，在所有設置完成后，用戶能夠?qū)φ麄€工藝設置進行動作快速預覽，查看是否正確后再提交運算。

計算前的動作預覽

4、六面體布爾運算

在某一道次完成后，有時要去除形狀較差的料頭料尾材料，再進行下一次道次的鍛打。DEFORM軟件在計算旋鍛工藝中大部分采用網(wǎng)格數(shù)量少且精度高的六面體網(wǎng)格，但這種網(wǎng)格自動完成布爾運算比較困難，為此，旋鍛向?qū)K新增了六面體網(wǎng)格的布爾運算功能，方便模擬的自動運算。

布爾運算設置流程

5、模具參考點停止控制

Cogging軸拔長的模具表面常為平面，而Swaging旋鍛模具往往是曲面，如下圖所示，上下、左右咬合的停止條件難以用平面距離確定，除了模具總行程外，新增了模具上選取參考點，控制每次咬合的停止。

常見旋鍛模具示意圖

6、道次的起始和停止位置自由控制

復雜的臺階軸鍛打時，用戶需要自定義模具鍛打的起始位置和結束位置，新版本新增了此設置功能。

此外，Swaging旋鍛向?qū)г谧詣佣ㄎ弧⒔佑|、步長等設置方便提供了便利設置，內(nèi)置高級算法，更多使用技巧和功能改進可與我們聯(lián)系。

臺階軸旋鍛模擬案例

某管料經(jīng)過旋鍛工藝加工為一個臺階管，在保證尺寸要求的前提下，同時要提高變形均勻性和生產(chǎn)效率。不同半徑部位的加工，使用的不同模具，在MO多工序界面可采用兩個swaging旋轉工序，一次前處理完成。

旋鍛模擬結果

四分之一模型計算完成后，可以看到坯料在旋鍛過程中發(fā)生的周向移動變形。對工件剖分顯示，可直觀的看到攻擊內(nèi)壁與芯軸接觸情況，從而判斷內(nèi)徑尺寸是否符合要求，也可通過接觸節(jié)點高亮顯示或距離模面距離變量等方式，精確分析接觸情況。

周向移動變形

與芯軸接觸（剖視圖）

用戶還可分析鍛后的應變分布，對比不同工藝參數(shù)下的變形均勻性，調(diào)整旋轉速度、軸向進給等關鍵工藝參數(shù)。對于管類或板料等工件，還可顯示厚度變量，分析壁厚大小變化。

應變分布

厚度分布